福建福州市联盟校2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高二物理考生注意：1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4、本卷命题范围：鲁科版选择性必修第一册第一章前2节，选择性必修第二册第二章至第三章。一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.图甲是直流门铃的原理图，闭合开关门铃响。图乙为“自发电”门铃原理图，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列关于两种门铃工作时的说法正确的是（）A.图甲中，闭合开关电流通过电磁铁时P端为S极B.图甲中，小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性C.图乙中，按住按钮不动，螺线管相当于直流电源对门铃供电D.图乙中，按下按钮过程，螺线管B端电势比A端电势高【答案】D【解析】A．电流通过电磁铁时，由安培定则可知，电磁铁有磁性且P端为N极，故A错误；B．电磁铁通电时有磁性，吸引小锤下落击打铃碗，此时衔铁与电路断开，而断电时电磁铁没有磁性，从而放开小锤，故B错误；C．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故C错误；D．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从A端流入从B端流出，螺线管充当电源，则B端电势高，故D正确。故选D。2.以下四幅图片中：图甲是手机无线充电技术；图乙是真空冶炼炉；图丙是在匀强磁场内运动的闭合线框；图丁是研究自感现象的实验电路图，闭合开关电路稳定时灯泡发光，流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流。下列说法正确的是（）A.图甲中，手机无线充电技术是利用自感现象制成的B.图乙中，真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置C.图丙中，闭合线框中b点的电势高于c点的电势D.图丁中，电路开关断开瞬间，灯泡A会立即熄灭【答案】B【解析】A．图甲中，无线充电利用电磁感应原理，当充电底座的发射线圈中通有交变电流时，发射线圈产生交变的磁场，根据电磁感应原理，在接收线圈中产生感应电流，实现对接收充电设备的充电，无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“互感现象”，选项A错误；B．图乙中，真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，选项B正确；C．图丙中，根据右手定则可以判断点的电势高于点的电势，选项C错误；D．图丁中，闭合开关电路稳定时灯泡发光，流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流，电路开关断开瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，则线圈相当于电源，与灯泡组成新的回路，则灯泡A会先闪亮再缓慢熄灭，选项D错误。故选B。3.如图所示是江苏无锡灵山举行撞杠撞钟跨年仪式，聆听重达12.8吨的祥符禅钟雄厚悠扬之鸣，企盼在新的一年里吉祥如意、万事顺遂。某次撞击前撞杠的速度为5m/s，撞击后撞杠反弹，且速度大小变为3m/s。已知撞杠撞钟的时间为0.2s，撞杠的质量为100kg。则撞杠对钟撞击力大小为（）A.800N B.1000N C.1500N D.4000N【答案】D【解析】撞杠撞击钟的过程，对撞杠，由动量定理得其中初速度末速度撞击时间联立解得根据牛顿第三定律得，撞杠对钟撞击力大小为4000N。故选D。4.交流发电机由n匝闭合矩形线框组成，线框的总电阻为R。如图所示为线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动时，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像。下列说法正确的是（）A.时刻线框平面与中性面重合B.线框的感应电动势最大值为C.线框转一周外力所做的功为D.从t=0到t=T过程中线框的平均感应电动势为【答案】C【解析】A．由图像可知，时刻穿过线圈的磁通量为零，线框处于与中性面垂直的平面，故A错误；B．线框的感应电动势最大值为故B错误；C．线框的感应电动势有效值为根据功能关系可知，线框转一周外力所做的功为故C正确；D．从到过程中，线框的平均感应电动势为零，故D错误。故选C。二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。5.如图所示，理想变压器的原线圈、副线圈匝数比为，电阻，电压表为理想交流电压表，原线圈的交流电压瞬时值表达式为，下列说法正确的是（）A.电压表的示数为B.原线圈中的电流有效值为0.2AC.交流电的频率为10HzD.电阻R的电功率为20W【答案】BD【解析】A．由可知，原线圈两端电压最大值为则有效值为根据电压与匝数比的关系则有解得副线圈两端的电压有效值为因电压表显示的示数是有效值，故电压表的示数为20V，A错误；B．副线圈的电流根据代入数据解得B正确；C．根据解得5HzC错误；D．根据电功率公式有D正确。故选BD。6.一长直导线与半圆形闭合金属环放在同一竖直面内，如图甲所示，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示（以水平向右为电流的正方向），则在时间内，下列说法正确的是（）A.穿过半圆形闭合金属环的磁通量先增大后减小B.半圆形闭合金属环先有收缩的趋势后有扩张的趋势C.半圆形闭合金属环所受安培力的合力先向下后向上D.半圆形闭合金属环中始终产生顺时针方向的感应电流【答案】D【解析】A．长直导线中的电流先减小后增大，所以穿过半圆形闭合金属环的磁通量先减小后增大，故A错误；B．穿过半圆形闭合金属环的磁通量先减小后增大，由楞次定律知半圆形闭合金属环先有扩张的趋势后有收缩的趋势，故B错误；CD．在时间内，由安培定则结合图乙可知，穿过金属环的磁通量先向里减小，后向外增大；由楞次定律结合安培定则可知，金属环中的电流一直为顺时针方向，由左手定则可知半圆形闭合金属环受安培力的合力方向先向上后向下，故C错误，D正确。故选D。7.如图所示，长木板放置在光滑水平面上，一轻质弹簧右端固定在长木板右端的挡板上，弹簧左端通过木块将其压缩，木块位于长木板的左端。将长木板锁定，然后释放木块，木块落在水平地面上的点，现解除长木板的锁定，由静止同时释放木块和长木板，不计一切摩擦，下列说法错误的是（）A.木块将落在点右侧B.弹簧将木块弹出的过程中，弹簧对长木板和木块的冲量相同C.弹簧将木块弹出的过程中，长木板和木块组成的系统动量守恒D.弹簧将木块弹出的过程中，长木板和木块的动量变化量相同【答案】AC【解析】A．长木板锁定时，弹簧的弹性势能全部转化为木块的动能，设木块获得一定的速度，平抛后落到点；解除锁定后，弹性势能同时转化为木块和长木板的动能，根据系统能量守恒可知，木块弹出时木板获得向右的速度，则木块获得的速度小于第一次的速度大小，故木块将落在P点右侧，A正确；B．弹簧将木块弹出的过程中，弹簧对长木板和木块的弹力等大反向，故冲量大小相同，方向相反，B错误；C．弹簧将木块弹出的过程中，长木板和木块组成的系统所受外力之和为0，故动量守恒，C正确；D．动量变化量是矢量，根据动量守恒，系统总动量变化为零，可得故​二者大小相等、方向相反，因此动量变化量不相同，D错误。故选AC。8.如图所示，在光滑水平面上放置一半径为的光滑半圆轨道，、点与圆心等高，点是圆弧最低点。现让小球从点静止释放，已知小球及半圆轨道的质量均为，重力加速度为，以下说法正确的是（）A.小球不能到达半圆轨道上的点B.半圆轨道向左运动的最远距离为C.小球的最大速度的大小为D.小球的最大速度的大小为【答案】BC【解析】A．小球与半圆轨道作用过程系统水平方向动量守恒，小球运动到半圆轨道右侧最高点时，小球与轨道水平速度为零，由机械能守恒定律可知，小球恰能到达B点，故A错误；B．当小球到达B点时，半圆轨道向左运动的距离最远，设小球水平位移为，半圆轨道水平位移为，由水平方向动量守恒可得由几何关系有解得，故B正确；CD．当小球运动到最低点时，速度最大，设此时小球的速度为v1，半圆轨道的速度为v2，由系统水平方向动量守恒可得由机械能守恒可得联立解得，故C正确，D错误。故选BC。三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14~16题为计算题。考生根据要求作答。9.如图所示，三个图中的和周期T相同。甲图为正弦式交流电，则电流的有效值为______；乙图正值部分按正弦规律变化，负值部分电流恒定，电流的有效值为______；丙图为方波式交流电，电流的有效值为______；【答案】【解析】[1]甲图为正弦式交流电则电流的有效值为；[2]乙图解得电流的有效值为[3]丙图电流的有效值为10.如图所示为法拉第圆盘发电机原理图，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于竖直向上的匀强磁场B中。圆盘以恒定的角速度转动时，电流大小______（选填“恒定”或“不恒定”），从上往下看，圆盘顺时针转动，通过R的电流方向为______（选填“a→b”或“b→a”）。若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则R的热功率变为原来的______倍。【答案】恒定a→b4【解析】[1]根据切割磁感线运动产生感应电动势感应电流由于圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定；[2]从上向下看，若圆盘顺时针转动，根据右手定则，圆盘中电流沿着半径向里，则电阻R中的电流从a流向b;[3]根据热功率的计算公式结合上述结论联立可知，故圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率变为原来的4倍。11.如图所示，质量为m的物体放在粗糙水平面的O点，在物体上施加一水平向右的恒力F=mg，使其由静止开始运动，经时间t撤去F，又经时间2t物体停止运动，重力加速度为g。则物体与水平面间的动摩擦因数为______，t时刻物体的速度大小为______（用g、t表示），物体加速与减速时的加速度大小之比为______。【答案】【解析】[1]从物体开始运动到停止运动过程，根据动量定理可得可得物体与水平面间的动摩擦因数为[2]物体做加速运动时，根据牛顿第二定律可得解得则t时刻物体的速度大小为[3]物体做减速运动时，根据牛顿第二定律可得解得则物体加速与减速时的加速度大小之比为12.某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，__________mm。（2）在实验中，控制小车匀速靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度从挡光片到达光电门到穿过光电门过程中不变的量是__________。A.磁通量的变化量B.磁通量的变化率C.磁通量（3）得到多组与的数据之后，若以为纵坐标，为横坐标作出图像，发现在误差允许范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内____________________。【答案】（1）5.665##5.664##5.666（2）A（3）感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）【解析】（1）螺旋测微器的精确值为，由图乙可知挡光片的宽度为（2）在实验中，控制小车匀速靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值，改变速度多次实验，得到多组数据。小车以不同速度从挡光片到达光电门到穿过光电门过程中，磁铁与线圈之间的相对位置的改变量一样，穿过线圈的磁通量的变化量相同。故选A。（3）根据线圈匝数和磁通量变化量一定，若发现在误差允许范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。13.在“探究变压器原、副线圈电压比与匝数比的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是________。A.控制变量法 B.等效替代法C.微元法 D.理想实验法（2）如果把它看成理想变压器，则左右两线圈上的交变电流一定相同的是________。A.电压 B.电流 C.功率 D.频率（3）某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是：在误差允许的范围内，____________________。实验次数/匝/匝/V/V1140040012.13.42280040012.05.95320010011.95.92（4）原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是________。A.原、副线圈的电压不同步B.变压器线圈中有电流通过时会发热C.铁芯在交变磁场的作用下会发热D.原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失【答案】（1）A（2）CD（3）（4）BCD【解析】（1）当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的电压U1一定，探究副线圈输出的电压U2和匝数n1、n2的关系。故选A。（2）由理想变压器原理可知，理想变压器原副线圈两端的交变电流功率、频率不变，通过副线圈的电流和副线圈两端电压与变压器原、副线圈的匝数比有关。故选CD。（3）通过分析表中数据可得结论，在误差允许的范围内，原副线圈的电压比与匝数比相等，即（4）变压器并非理想变压器，能量损失主要来源于三个方面，分别是绕制线圈的铜导线发热损耗（俗称铜损）、铁芯中的涡流发热损耗（俗称铁损）、铁芯对磁场的约束不严密损耗（俗称磁损）。故选BCD。14.质量为的子弹以的速度水平射向被悬挂着质量为的木块，设子弹穿过木块后的速度为，重力加速度取，则：（1）求子弹穿过木块后的瞬间，木块获得的速度大小；（2）若子弹射穿木块的时间，求子弹对木块的平均冲击力大小；（3）求木块上升的最大高度（不高于悬点）。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）设子弹穿过木块后的瞬间子弹的速度大小为，木块的速度大小为，子弹穿过木块过程中对于子弹与木块组成的系统由动量守恒定律得代入数据解得（2）子弹穿过木块过程中对木块由动量定理得解得子弹对木块的平均冲击力大小为（3）子弹射穿木块后，木块上升到最高点过程中由机械能守恒定律得解得木块上升的最大高度为15.如图所示，线圈的面积是，共500匝，线圈的总电阻，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度大小，方向垂直纸面向里，从线圈处于与中性面垂直的平面开始计时（取此时电动势为